TSR翻译和基于PSO的MPPT算法比较风能转换系统

k . Maheswari¹,T.Porselvi²

P。G学者,EEE称,斯里兰卡Sairam工程学院,印度钦奈,1
助理教授,EEE称,斯里兰卡Sairam工程学院,印度钦奈,2

文摘

由于不可预测风速的性质,确定最优提取可用的最大风能发电机的速度在任何风速是至关重要的。因此,它是重要的,包括一种智能控制器,可以跟踪的最大峰值无论风速。这个项目描述了尖端的设计和开发速度比(TSR)——基于最大功率点跟踪变速风力涡轮机定螺距翻译(MPPT)算法。除了电力被最大化,该算法不需要任何额外的传感器。翻译,此外,MPPT算法不需要任何先验知识的风力发电系统。简而言之,翻译提出的MPPT简单、灵活、准确、有效的最大风能跟踪。在这项工作中,MATLAB / Simulink仿真包是用来模拟翻译提出MPPT算法的性能。

关键字

高效、智能控制器、最大功率点跟踪提示速度比TSR

介绍

风力发电在1891年首次出现在丹麦和经历一个十分缓慢的过程,直到1974年成为一个严重的候选人在第一次石油危机后的再生。美国风力发电项目收到卡特总统的新能源政策的刺激导致加州建立风力发电场的成千上万的旋转风汽轮发电机产生电力网格质量。1986年严重的事故在乌克兰切尔诺贝利核电站核电的衰落的趋势在几乎每个国家都通过一个通用显示的扩张或取消新核电站。环保意识也加剧了温室效应和全球变暖由于carbon-di浓度的增加,氧化气氛吸引了如此多的国际关注,国际气候变化专门委员会(IPCC)的主持下构成了联合国的一项科学研究现象,建议补救措施。的政策从传统的污染技术转向清洁技术采用国际政府和太阳能能源专家提倡的是预期的变化。风能,风力发电特别是收到最后持续增长的重视和承认的身份来源列入国家能源计划。风力发电的成本也拒绝意料当中由于技术进步。最大可榨出的电力来自可再生能源不仅取决于源的强度也操作点的能量转换系统。翻译因此最大功率点跟踪(MPPT)是至关重要的可再生能源转换系统不仅最大化系统的效率,也减少安装成本的重现期。在风能转换系统(wec)翻译的概念MPPT优化发电机速度相对于风速截获的风力涡轮机的权力最大化。 Every year numerous research efforts are attempted to achieve better and faster techniques on MPPT in WECS. One of the commercially employed lookup table MPPT is the TSR control which additionally requires an anemometer for the wind speed measurement and also pre-known value of the optimal tip speed ratio to convert the wind velocity measurement into its corresponding reference for optimal generator speed. The TSR control technique can provide the fastest control action as it directly measures the wind speed and sets the control reference instantaneously; hence it is expected to yield more energy. However the accurate wind measurement is not a trivial task especially in case of large size wind turbines. As anemometer provides limited measurements of wind speed only at the hub height and cannot cover for the whole span of large blades. Moreover, due to the interaction between the rotor and the wind, this usual placement of anemometers on nacelles leads to inaccurate wind speed measurements in both upwind and downwind turbines. In other words the wind speed measured by the anemometer may not be the one intercepted by the wind turbine. Plus the additional requirement of a wind speed sensor makes TSR control more costly than PSF.

答:风能转换系统的介绍

风力发电机系统的主要组件是图1中所示,包括涡轮转子、齿轮箱、发电机、电力电子系统、电网和变压器连接。风力涡轮机捕获的权力从风力涡轮叶片和将其转化为机械能。重要的是能够控制和限制在高风速转换机械功率。权力限制可能通过失速控制完成,活动停滞,或音调控制。常见的方式将转台,高扭矩机械功率电源是使用标准齿轮箱和发电机的速度。的变速箱适应低速涡轮转子的高速发电机,尽管变速箱多极发电机系统的可能不是必要的。发电机将机械能转换为电能,而被送入一个网格可能通过电力电子转换器和一个变压器断路器和电表。两种最常见的类型的电机用于风力涡轮机感应发电机和同步发电机。

同步发电机是由外部应用的兴奋或永久磁铁(PMs)。有相当大的兴趣在多种用途的应用程序同步发电机(与点激发或电磁铁)由风力涡轮机转子没有变速箱或低比率的变速箱。同步机由风力涡轮机可能不是直接连接到交流电网的要求显著阻尼传动系。异步发电机的使用导致了要求一个完整的额定功率电子转换系统解耦网络的发电机。风力发电机系统的电气保护系统保护风力涡轮机以及确保网络的安全运行。

系统提出了流动系统

提出系统的框图由提高转换器、整流器、风能输入电感、滤波、脉冲发生器和负载。第一个主要由PMSG风力涡轮机轴连接,驱动发电机通过风交流电源转换成直流电源整流。总输出功率较低,可再生来源范围从20 - 25 rpm来提高功率根据我们的负载需求与高功率直流输出给驱动负载的负载可能会根据客户的需要交流或直流。

仿真结果和讨论

在模拟电路捕获风能通过风力涡轮机叶片机械轴风能转化为机械能。使用永磁同步发电机将机械能转化为电能,ac供应给不可控整流器交流电源转换成直流供电。正向偏压二极管串联连接,以避免供应反馈给输入源的输出。直流提升转换器用于为了产生脉冲应该最大准时在PWM变换消除错误。为了满足最优TSR翻译价值的MPPT控制器,螺旋角被定位特定方向的风力叶片提取,这样最大功率无论风速。螺旋角的值应该转换成弧度.Basically三个参数需要使用matlab函数的输入参数是螺旋角(弧度)而言,TSR价值和恒定增益。在matlab的m文件编码执行和翻译TSR值是生成一个输入MPPT控制器TSR值,风力电压和电流作为输入参数。翻译的输出MPPT控制器生成脉冲宽度值不断变化的不同责任周期的脉宽调制。如果输出脉冲范围介于0和2这个频率脉冲之间的不同。使获得的信号脉冲转发器序列只不过是用剪刀或钳位电路电路产生脉冲同步直流提升转换器生成脉冲由LC滤波器过滤以产生涟漪自由输出电压和电流。

在这种方法,输出从风在1:6的比例,这样在这个应用风力模拟电压输出电压提高转换器产生的输入电压是6倍。

在上面的结果中,风风之间的电压模拟获得,获得电压和时间和风海流图在三相输入范围在-15 + 15之间。三个阶段代表这是R, Y, B在图2风力电压生成提高电压范围在60 v 6倍大于输入电压的风。在获得图3提高输出脉冲之间的值0每天在家。基于对提高变换器的开关时间的最大存储可以生成输出。

结论

翻译包括MPPT算法在风力发电系统中是必要的,由于瞬时风速的和不可预测的变化。在这个项目中,提示翻译速度比TSR的MPPT算法成功地应用于控制的频宽比提高转换器接口负载的风力涡轮机,在某种程度上保证提取的最大可用功率风力。因为它需要先验知识的能量系统和机械传感器,该算法简单、独立,灵活。

未来的增强

因此在不久的将来我想延长我的项目通过开发参数自由翻译翻译基于PSO MPPT算法和基于细菌觅食优化MPPT算法通过改变参数搜索空间或基于自由参数的算法。通过比较上述两种方法的性能分析可以评价。

数据乍一看


图1	图2	图3	图4	图5

引用

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